干货分享 | 地埋电力电缆塑料外护套腐蚀因素分析

       地埋电力电缆塑料外护套的腐蚀因素分析主要涉及土壤环境、材料特性以及外部条件等多个方面。

以下是详细的分析和评价：
1、 土壤环境对塑料外护套的影响：
       土壤是影响地埋电力电缆塑料外护套腐蚀的主要因素之一。根据研究，不同类型的土壤具有不同的化学成分和物理性质，这些都会对塑料外护套产生不同程度的腐蚀作用。
       1-1、 酸碱度和盐分含量：土壤中的酸碱度（pH值）和盐分含量直接影响塑料外护套的耐腐蚀性。高酸碱度或高盐分的土壤会加速塑料外护套的降解和腐蚀过程。例如，在某些地区，土壤中古碱量高且潮湿，导致铅包长期处于高电位而发生电化学腐蚀。
       1-2、水分和湿度：水分的存在会显著增加塑料外护套的腐蚀风险。地下水长期浸泡吸水后，或者受到外力破坏而又未完全破损时，其绝缘电阻可能下降至规定值以下，从而引发进一步的腐蚀。

2、材料特性对塑料外护套的影响：
       塑料外护套的材料特性也决定了其在不同环境下的耐腐蚀能力。常用的塑料材料包括聚氯乙烯（PVC）和聚乙烯（PE），它们各自有不同的耐腐蚀性能和适用范围。
       2-1、聚氯乙烯（PVC）：PVC外护套具有较好的机械强度和耐化学性，但其耐水性和耐老化性能相对较差。因此，在潮湿环境中容易受到水分子的侵蚀，导致绝缘性能下降。
       2-2、聚乙烯（PE）：PE外护套则具有较高的耐化学性和耐老化性能，适用于直埋敷设的电缆线路。然而，PE材料在高温下可能会出现软化现象，影响其整体强度和防护效果。

3、外部条件对塑料外护套的影响：
       除了土壤和材料特性外，外部条件如温度、湿度、电压差等也会对塑料外护套产生影响。
       3-1、 温度和湿度：温度和湿度的变化会导致塑料外护套的物理和化学性质发生变化。高温环境下，塑料材料容易老化和变形；而高湿度环境下，则容易吸收水分，增加腐蚀的风险。
       3-2、电压差和电流：在电缆运行过程中，由于接地不良或杂散电流的存在，会在电缆外护套表面形成电位差，从而引发电化学腐蚀。例如，当电缆与铜系统中性接地形成一个与地球相连的锌阳极时，就会发生锌阳极腐蚀。

4、防腐措施：
       为了有效防止地埋电力电缆塑料外护套的腐蚀，可以采取以下措施：
       4-1、 改善土壤环境：通过改良土壤环境，如移入侵蚀性小的土壤或黄砂以及加强排水等措施，可以减少土壤对塑料外护套的腐蚀作用。
       4-2、使用防蚀涂层：在塑料外护套表面涂覆防蚀涂层，如石油沥青或煤焦油沥青覆盖层，以及聚乙烯胶粘带、环氧树脂喷涂等新型塑料薄膜涂层材料，可以有效提高其耐腐蚀性。
       4-3、阴极保护：采用阴极保护技术，如牺牲性阳极法和施加电流法，可以改变金属到电解质的方向，从而防止电流从金属流入电解质，减少腐蚀的发生。

       地埋电力电缆塑料外护套的腐蚀因素复杂多样，需要综合考虑土壤环境、材料特性和外部条件等因素，并采取相应的防腐措施以延长电缆的使用寿命。

       土壤中哪些具体化学成分和物理性质最显著地影响地埋电力电缆塑料外护套的腐蚀？

1、腐蚀性物质：
       土壤中的硫酸、硝酸等强酸性物质会与电缆表面发生严重的化学腐蚀，导致电缆外护套的损坏。此外，土壤中还可能含有其他酸碱溶液、氯化物、有机物腐殖质及炼铁炉灰渣等，这些物质也会引起电缆的化学腐蚀。

2、含盐量：
       土壤中的盐分（如氯化物和硫酸盐）是影响土壤腐蚀的重要因素。高含盐量的土壤具有较强的导电性，从而增加了土壤的腐蚀性。同时，可溶性盐的存在参与电化学反应，进一步加剧了腐蚀过程。

3、湿度和水分：
       土壤的含水量对腐蚀速度有显著影响。当土壤含水量较低时，阳极极化和土壤比电阻增大，腐蚀速度减小；而随着含水量增加，土壤中盐分的溶解量增大，导电性增强，因此腐蚀速度加大。但过多的水分会导致氧的扩散渗透受阻，反而使腐蚀速度减小。

4、温度和其他环境因素：
       温度、湿度、紫外线、生物等因素也会影响电缆外护套的老化和腐蚀。例如，高温和潮湿的环境会加速塑料外护套的老化和变形，从而降低其耐腐蚀性能。

5、土壤理化性质：
       土壤的成分及结构复杂性也会影响电缆的腐蚀情况。如果土壤成分及结构复杂，且电缆的防护层绝缘不好，电缆在地下各点的电位不等，容易发生电解腐蚀。

       聚氯乙烯（PVC）和聚乙烯（PE）在不同温度和湿度条件下的耐腐蚀性能比较研究有哪些？

聚氯乙烯（PVC）
1、耐腐蚀性：
       1-1、PVC具有良好的耐腐蚀性能，能够抵抗酸、碱、盐等多种化学介质的侵蚀。这种材料在许多恶劣环境下都能保持其稳定性和可靠性。
       1-2、具体来说，PVC塑料不易受化学品、酸碱、盐水等腐蚀的影响，这保证了其在化工领域的广泛应用。
       1-3、在盐、碱及各种酸中浸泡24小时无化学反应和褪色现象，特别适合于酸雨多发地区、腐蚀性厂房和沿海地区使用。

2、温度影响：
       虽然没有明确提到PVC在高温下的表现，但一般认为PVC在常温下表现出色，并且其耐腐蚀性能不受温度显著影响。

聚乙烯（PE）
1、耐腐蚀性：
       1-1、PE材料也具有优良的耐腐蚀性，但其耐腐蚀能力会受到温度的影响。在常温下，PE对酸碱的抗腐蚀性能非常优秀，除一些强氧化性酸（如强硝酸、王水）以外，基本不会受到腐蚀。
       1-2、PE材料的吸水性低，小于0.01%，这使得它在潮湿环境中也能保持较好的耐腐蚀性能。
       1-3、PE材料可以进行改性处理，如氯化、化学交联和辐照交联，以进一步提高其耐腐蚀性能。

2、温度影响：
       PE材料在低温或寒带环境下表现出色，最低使用温度可达-100~-70℃。然而，在高温条件下，PE的耐腐蚀能力可能会受到影响。

综合比较
1、耐腐蚀性：
       PVC和PE都具有良好的耐腐蚀性能，但PVC在多种化学介质中的表现更为全面和稳定。特别是在强酸和强碱环境中，PVC的优势更为明显。

2、温度影响：
       两者在不同温度下的表现各有优劣。PVC在常温下表现优异，而PE在极低温度下表现更好。但在高温条件下，PE的耐腐蚀能力可能会下降。

如何有效改良土壤环境以减少对地埋电力电缆塑料外护套的腐蚀？

1、增加有机质含量：
       施用大量有机肥料是改良土壤最有效的方法之一。有机肥料不仅能提高土壤的肥力，还能改善土壤的物理特性，使其更加松软和透气。

       例如，可以在春耕或秋耕时将各种厩肥、堆肥翻入土中，这样可以利用有机质的缓冲作用，适当多施可溶性化学肥料，尤其是铵态氮肥和磷肥，以保存在土中不流失。

2、使用化学改良剂：
       通过使用化学改良剂来调节土壤的酸碱度和盐分含量。例如，对于表层土含盐量过高或pH值过低的土壤，可以用肥沃土来替换，或者使用中和剂来调节土壤的pH值。

3、水利措施：
       包括排水和灌溉等措施，以确保土壤的湿度适宜，避免因水分过多或过少而导致的土壤问题。

4、农业生物措施：
       通过种植耐碱作物与绿肥，以及平整土地和土壤培肥等方法，可以有效地改善土壤的理化性质。

5、高温和冷冻法：
       在高温季节，可以通过灌水后闷棚或给土壤通热蒸汽的方法杀虫灭菌；在冬季严寒时，可以通过深翻土壤并利用冷冻法冻死病虫卵。

6、合理使用化学肥料：
       在施用化学肥料时，要合理控制其用量，避免过量导致土壤盐分过高或pH值失衡。

市面上哪些新型塑料薄膜涂层材料对提高地埋电力电缆塑料外护套的耐腐蚀性效果最佳？

1、CPVC（氯化聚醋酸）：
       CPVC材料具有优异的耐腐蚀性和抗老化性能，使用寿命可长达50年以上。

2、PVC-C（氯化聚乙烯）：
       PVC-C材料主要用于电力电缆铺设并起导向和保护作用，具有节约成本、运输安装方便、密封性好、耐腐蚀等优点。

3、石墨环氧树脂复合导电涂层：
       这种涂层体系通过石墨和环氧树脂的复合，能够有效提高电缆塑料护套的导电性和耐腐蚀性。

       阴极保护技术在防止地埋电力电缆塑料外护套腐蚀中的应用效果如何？

       应用效果是十分显著的，根据相关研究和实践，阴极保护技术能够有效延长电缆的使用寿命，并实现连续、长期的安全运行。

       阴极保护技术通过将适当的涂层与阴极保护结合使用，可以避免保护层的不足，并减少阴极保护的电能消耗，从而延长保护距离。此外，阴极保护技术还可以通过数值计算获取被保护金属结构物表面的电位和电流密度分布状况，从而全面评价阴极保护效果，并预测牺牲阳极的剩余寿命。

       具体到地埋电力电缆的塑料外护套，虽然其主要作用是防腐蚀和机械保护，但当外护套出现破损时，仍然需要进行修补以确保电缆的完整性和安全性。阴极保护技术在此过程中起到了关键作用，通过维持适当的保护电位（例如铅皮电缆的阴极保护电位约为-0.7V左右），可以有效防止土壤中的腐蚀性物质对电缆外护套的侵害。